大學物理,醫(yī)學物理學加答案,完整版

PAGE19第一章剛體轉動名詞解釋：a剛體在任何情況下大小、形狀都保持不變的物體.b力矩給定點到力作用線任意點的向徑和力本身的矢積，也指力對物體產(chǎn)生轉動效應的量度，即力對一軸線或對一點的矩。c轉動慣量反映剛體的轉動慣性大小d進動自轉物體之自轉軸又繞著另一軸旋轉的現(xiàn)象，又可稱作旋進填空：(1)剛體轉動的運動學參數(shù)是角速度、角位移、角加速度。(2)剛體轉動的力學參數(shù)是轉動慣量、力矩。(3)陀螺在繞本身對稱軸旋轉的同時，其對稱軸還將繞力矩回轉，這種回轉現(xiàn)象稱為進動。3.問答：(1)有一個雞蛋不知是熟還是生，請你判斷一下，并說明為什么？熟雞蛋內(nèi)部凝結成固態(tài)，可近似為剛體，使它旋轉起來后對質心軸的轉動慣量可以認為是不變的常量，雞蛋內(nèi)各部分相對轉軸有相同的角速度，因桌面對質心軸的摩擦力矩很小，所以熟雞蛋轉動起來后，其角速度的減小非常緩慢，可以穩(wěn)定地旋轉相當長的時間。生雞蛋內(nèi)部可近似為非均勻分布的流體，使它旋轉時，內(nèi)部各部分狀態(tài)變化的難易程度不相同，會因為摩擦而使雞蛋晃蕩，轉動軸不穩(wěn)定，轉動慣量也不穩(wěn)定，使它轉動的動能因內(nèi)摩擦等因素的耗散而不能保持，使轉動很快停下來。(2)地球自轉的角速度方向指向什么方向？作圖說明。(3)中國古代用指南針導航，現(xiàn)代用陀螺儀導航，請說明陀螺儀導航的原理。當轉子高速旋轉之后，對它不再作用外力矩，由于角動量守恒，其轉軸方向將保持恒定不變，即把支架作任何轉動，也不影響轉子轉軸的方向。(4)一個轉動的飛輪，如果不提供能量，最終將停下來，試用轉動定律解釋該現(xiàn)象。由轉動定律可知M=Jdw/dt轉動著的輪子一般總會受到阻力矩的作用，若不加外力矩，克服阻力矩做功，輪子最終會停下來（受阻力矩作用W越來越?。┑谌铝黧w的運動1.名詞解釋：a可壓縮流體可壓縮流體具有可壓縮性的流體，b黏性描述流體黏性大小的物理量

，c流場流體運動所占據(jù)的空間，d層流流體在管內(nèi)流動時，其質點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動。e湍流流體的流速逐漸增大，當增大到某一臨界值時，就會發(fā)現(xiàn)流體各部分相互摻混，甚至有漩渦出現(xiàn)，2.填空：(1)伯努利方程表明，任何一處流體的動能和勢能之和總是恒定的。(2)文丘里流量計是利用伯努力方程原理設計，測量的流量值與壓強成正比。(3)流體流動狀態(tài)是根據(jù)雷諾數(shù)判斷，當它<1000，流體的流動狀態(tài)是層流。(4)等截面管道中流體的流量與流速成正比，與黏度、橫截面積成反比。3.問答：(1)血壓測量時，為什么袖帶要與心臟平齊？血壓是液體壓強，與高度有關，由伯努力方程得當袖帶與心臟齊平時，袖帶與心臟在同一高度，這樣測出的血壓才與心臟的血壓相接近。(2)痰液吸引器的管子粗細對吸引痰液有什么影響？為什么？痰液吸引器是伯努利方程的應用。由連續(xù)性方程可知Sa·Va=Sb·Vb。管子細速度快壓強小，由于空吸作用，當壓強小于大氣壓時，痰液因受大氣壓的作用，被壓進管子中。(3)呼吸道阻力對呼吸通氣功能有什么影響？為什么？大氣壓力與胸擴壓力差不變時阻力越大，通氣量越小。(4)用柯氏音法測量無創(chuàng)血壓，為什么用聽診手段來判斷血壓？第四章機械振動1.名詞解釋：a諧振動在振動中，物體相對于平衡位置的位移隨時間按正弦函數(shù)或余弦函數(shù)的規(guī)律變化。b，阻尼振動振動系統(tǒng)受到阻力作用，系統(tǒng)將克服阻力做功，能量逐漸減少，振幅逐漸減少。c，受迫振動是振動系統(tǒng)在周期性的外力作用下，其所發(fā)生的振動受迫振動d共振受阻振動的振幅達到的最大值e譜線在均勻且連續(xù)的光譜上明亮或黑暗的線條2.填空：(1)諧振動的特征量是加速度、位移和速度。(2)阻尼振動有過阻尼、欠阻尼和臨界阻尼三種情況。(3)從能量角度看，在受迫振動中，振動物體因驅動力做功而獲得動能，同時又因阻尼作用而消耗機械能。(4)當周期性外力的頻率與彈簧振子的固有頻率一致時，則彈簧振子發(fā)生了共振。3.問答：(1)輸氧時，當氧氣閥門打開時，氧氣表上的指針會振動，最后指示穩(wěn)定的壓力，這是為什么？因為指針突然受到增加的氣壓，振蕩的平衡位置會移動,然后會以新的平衡位置為基準做阻尼振蕩(2)在阻尼振動中，下列哪種情況下振動衰減較快？物體質量不變，阻尼系數(shù)增大；物體質量增大，阻尼系數(shù)不變。物體質量不變阻尼系數(shù)增大這種情況下振動衰減較快(3)心電圖可以做頻譜分析嗎？其基頻振動頻率是多少？心電圖上，一次心跳的波形分為幾個階段，每個階段有自己的形態(tài)。

可以做出頻譜，但不知道具體有什么意義。第五章機械波1.名詞解釋：a機械波，機械振動在彈性介質中進行傳播的過程b波面某一時刻振動相位相同的點連成的面。c，波長指沿著波的傳播方向，在波的圖形中相對平衡位置的位移時刻相同的相鄰的兩個質點之間的距離d能流單位時間內(nèi)通過介質中某一面積的能量，e駐波同一介質中，頻率和振幅均相等，振動方向一致，傳播方向相反的兩列波疊加后形成的波f多普勒效應由于聲源與觀察者的相對運動，造成接收頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象2.填空：(1)機械波產(chǎn)生的條件是介質和波源。(2)波是能量傳遞的一種形式，其強度用密度表示。(3)機械波在介質中傳播時，它的衰減系數(shù)和波吸收系數(shù)將隨著傳播距離的增加而減小，這種現(xiàn)象稱為波的衰減。(4)駐波中始終靜止不動的點稱為波節(jié)，振幅最大的各點稱為波腹。(5)在多普勒血流計中，當血流迎著探頭，接受頻率增大，當血流背離探頭，接受頻率減低。3.問答：(1)當波從一種介質透入到另一種介質時，波長、頻率、波速、振幅等物理量中，哪些量會改變？哪些量不會改變？如果波被介質表面反射或吸收，那么振幅減?。?/p>

一般頻率不會變，而波速會有變化，因為u=λν的制約，所以波長會變．(2)在醫(yī)學超聲檢查時，耦合劑起什么作用？為什么？超聲波在傳播時，會遇到不同的聲阻抗的物質發(fā)生反射和折射，聲阻抗差大，反射的聲波強度大透射波強度就小，為了讓透射波的強度增大，就得減小反射波的反射。在探頭和體表上間涂油，減小聲阻抗差，增大透射波，形成更清晰的超聲圖像(3)聲強級與頻率有關嗎？為什么？沒有關系，聲強級是能流密度，對于機械波來說，能流密度和頻率無關4.計算：(1)利用超聲波可以在液體中產(chǎn)生120kW/cm2的大強度超聲波，設波源為簡諧振動，頻率為500kHz，液體密度為1g/cm3，聲速1.5km/s，求液體質點振動的振幅。(2)一振動頻率為2040Hz的波源以速度v向一反射面接近，觀察者在A點聽得聲音的頻率為2043Hz，求波源移動的速度v。(聲速為340m/s)AAv第六章氣體分子運動論1.名詞解釋：a平衡態(tài)是一定的氣體，在不受外界影響下經(jīng)過一定的時間，系統(tǒng)達到一個穩(wěn)定的宏觀性質不隨時間變化的狀態(tài)b狀態(tài)參數(shù)是描寫熱力狀態(tài)（氣體的體積，壓強，溫度）的物理量c自由度，完全確定一個物體空間位置所需要的獨立坐標數(shù)目d布郎運動被分子撞擊的懸浮微粒做無規(guī)則運動的現(xiàn)象2.填空：(1)宏觀物體的分子或原子都處于平衡態(tài)和非平衡態(tài)。(2)分子運動的微觀量包括速度、位移、動能等，宏觀量包括壓強、體積、溫度等。(3)氣體溫度是物體平均動能的度量。(4)理想氣體的內(nèi)能完全決定于分子運動的總動能和總勢能。3.問答：(1)汽車輪胎需要保持一定的壓力，問冬天與夏天打入輪胎氣體的質量是否相同？為什么？由于熱脹冷縮夏天的時候空氣膨脹，輪胎內(nèi)的空氣會膨脹。體積增大胎內(nèi)的壓強增大。

冬天的時候空氣收縮，輪胎內(nèi)的空氣會收縮。體積減小胎內(nèi)的壓強減小。所以如果要達到相同的壓強，夏天打入胎內(nèi)的空氣質量較少。但要注意：質量并不會隨著溫度的變化而變化。這里是為了達到相同的壓強，才會舍得打入胎內(nèi)的空氣質量不同量。(2)氣體分子的平均速率、方均根速率、最概然速率各是怎樣定義的？它們的大小由哪些因素決定？各有什么用處？氣體分子的平均速率是所有分子速率的算術平均值．，當溫度升高時，增大，當摩爾質量μ增大時，變?。?/p>

最概然速率υp表示氣體分子的速率在υp附近的概率最大．，當溫度升高時，υp增大，當摩爾質量μ增大時，υp變?。从沉怂俾史植嫉幕咎卣?，即處于υp附近的速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比最大，但并非是速率分布中的最大速率的值．

方均根速率，反映了分子的平均平動動能的平均效果．方均根速率與成正比，與成反比．(3)在同一溫度下，如果氧分子與氫分子的平均動能相等，問氫分子的運動速率比氧分子高嗎？為什么？氫分子的運動的平均速率比氧分子大

原因是氫分子的分子量2氫分子的分子量32

平均速率比4:1(4)平均自由程與氣體的狀態(tài)、分子本身性質有何關系？在計算平均自由程時，什么地方體現(xiàn)了統(tǒng)計平均？平均自由程與氣體的宏觀狀態(tài)參量溫度、壓強有關，也與微觀物理量分子的有效直徑有關。推導時，利用了麥克斯韋速率分布律中平均相對速率與算術平均速率的關系，得出分子的平均碰撞次數(shù)，進而得出分子的平均自由程。因此，平均自由程是在平衡狀態(tài)下，對大量氣體分子的熱運動在連續(xù)兩次碰撞間所經(jīng)過路程的一個統(tǒng)計平均值。4.計算：(1)在27oC溫度下，氧分子和氫分子的均方根速率和平均平動動能是多少？由內(nèi)能公式有

分子的平均平動動能

分子的方均根速率

分子的平均總動能

(2)設溫度為0時，空氣摩爾質量為0.0289kg/mol，求：當大氣壓減到地面的75%時的大氣高度。第七章熱力學基礎1.名詞解釋：a孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)與外界既沒有能量交換也沒有物質交換b封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)與外界無物質交換，但有能量交換c開放系統(tǒng)，系統(tǒng)與外界有能量與物質交換d內(nèi)能，系統(tǒng)處于某一狀態(tài)時所具有的能量e熱容，物體在某一過程中溫度升高（降低）1K時所吸收（放出）的能量f卡諾循環(huán)，整個循環(huán)過程是由兩個準靜態(tài)等溫過程和兩個等靜態(tài)絕熱過程構成h熵，對不可逆過程初態(tài)和末態(tài)的描述2.填空：(1)外界對系統(tǒng)傳遞的熱量，一部分是使系統(tǒng)的熱量增加，另一部分是用于系統(tǒng)對外界做功。(2)卡諾循環(huán)是在準靜態(tài)等溫過程和準靜態(tài)絕熱過程之間進行工作的循環(huán)過程，其工作效率只與溫度（初末）有關，要提高工作效率必須提高初始溫度降低末態(tài)溫度。(3)熱力學第二定律表明：熱量不可能自動地從溫度低的傳向溫度高的。(4)在封閉系統(tǒng)中發(fā)生的任何不可逆過程，都導致了整個系統(tǒng)的熵的變化，系統(tǒng)的總熵只有在可逆過程中才是不變的，這就是熵增加原理。3.問答：(1)下面兩個熱機的p-V圖，在(a)中，兩個熱機做功W1=W2，在(b)中，兩個熱機做功W1>W2，問(a)與(b)中，兩個熱機的效率是否相同？為什么？(a)(b)(2)當物體放入冰箱內(nèi)，該物體溫度高，對冰箱制冷效果好？還是物體溫度低，對冰箱制冷效果好？為什么？對于制冷機，人們關心的是從低溫熱源吸取熱量Q2要多，而外界必須對制冷機作的功A要少，故定義制冷系數(shù)w=Q2/A=Q2/(Q1-Q2)制冷系數(shù)可以大于1，且越大越好。對于卡諾制冷機，有Wr=T2/(T1-T2)由此可見，若兩熱源的溫度差越大，則制冷系數(shù)越小，從低溫熱源吸取相同的熱量Q2時，外界對制冷機作的功A就有增大，這對制冷是不利的；制冷溫度T2越低，制冷系數(shù)越小，對制冷也是不利的。(3)茶杯中的水變涼，在自然情況下，是否可以再變熱？為什么？一切與熱有關的自然現(xiàn)象都與熱力學第二定律有關，有熵增加原理可知，在封閉系統(tǒng)中發(fā)生的任何不可逆過程，都將導致整個系統(tǒng)的熵增加。(4)控制飲食和增加身體運動是否可以控制人體體重？為什么？可以，身體相當于一個系統(tǒng)，控制飲食即減少了從外界吸收的熱量，增加身體運動即增加的身體對外做功，由熱力學第一定理知，人的體重會得到控制。4.計算：(1)有一臺功率為15kW的制冷機，從10oC的冷藏室吸取熱量，向20oC的物體放出熱量，問每分鐘從冷藏室吸取多少熱量？(2)有一臺熱機工作在1000K和300K的熱源之間，為了提高熱機效率，有兩種方案：(1)將熱源溫度提高到1100K；(2)將冷源溫度降到200K。問兩種方案哪一種更好？理論效率為

，則

(1)T1=1100K，；

(2)T2=200K，.

第2種方案效率高．但是若以降低低溫熱源溫度的方法來提高熱機效率，需用制冷機降低環(huán)境溫度，這種方法并不經(jīng)濟，所以，一般用提高高溫熱源溫度的方法來提高熱機工作效率．(3)1kg水銀，初始溫度100oC，如果加熱使其溫度上升到100oC，問水銀的熵變是多少？(水銀的熔點39oC，溶解熱1.17104J/(kgoC)，比熱容138J/(kgoC))熵變=C*ln（T3/T1)+Q/T2=138*ln(373/173)+1.17*10000/（273-39）=156J/K 第八章靜電場1.名詞解釋：a電通量，通過電場中任意曲面的電場線的數(shù)目b電勢，靜電場的標勢c等勢面，電勢相等的點連接起來構成的曲面d電偶極子，兩個電量相等符號相反相距l(xiāng)的點電荷+q和-qe電偶極矩，從-q指向+q的矢量記為l‘f束縛電荷，電介質中的正負電荷，在電場力作用下只能在原子或分子范圍內(nèi)做微小位移g電介質極化，外電場作用下，電解質顯示電性h位移極化，正負電荷受到相反方向的電場力因而正負電荷將發(fā)生微小的相對位移i心電向量，心臟各瞬間產(chǎn)生的電激動在立體的方向及大小j心電向量環(huán)，反映心臟各瞬間向量的變化2.填空：(1)在電場中描繪的一系列的曲線，使曲線上每一點的切線方向都與該點處的電場強度方向相同，這些曲線稱為電場線。(2)導體靜電平衡的必要條件是導體內(nèi)任一點的電場強度為0，而電介質靜電平衡時介質內(nèi)任一點的電場強度不為0。(3)帶電導體表面處的電場強度與電荷密度成正比，因此，避雷針尖端可以吸引很多電荷，并通過接地線放電。(4)帶電導體處于靜電平衡時，電荷分布在外表面，導體內(nèi)部電荷為0。3.問答：(1)如果在高斯面上的電場強度處處為0，能否可以判斷此高斯面內(nèi)一定沒有凈電荷？反過來，如果高斯面內(nèi)沒有凈電荷，是否能夠判斷面上所有各點的電場強度為0?如果在高斯面上的E處處為零，則，q=0。因此，可以肯定此高斯面內(nèi)一定沒有凈電荷，即電荷的代數(shù)和為零。反過來，如果高斯面內(nèi)沒有凈電荷，則可以肯定“穿進”此高斯面的電場線與“穿出”此高斯面的電場線相等，但不能肯定此高斯面上的E處處為零。(2)避雷針的尖端為什么是尖的？因為在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，迅雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，而靜電感應時，導體尖端總是聚集了最多的電荷．這樣，避雷針就聚集了大部分電荷．避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，電容也就很小，也就是說它所能容納的電荷很少．而它又聚集了大部分電荷，所以，當云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導體．這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的．避雷針就可以把云層上的電荷導人大地，使其不對高層建筑構成危險，保證了它的安全．(3)在一均勻電介質球外放一點電荷q，分別用如圖所示的兩個閉合曲面S1和S2，求通過兩閉合面的電場強度E通量，電位移D通量。在這種情況下，能否找到一個合適的閉合曲面，可以應用高斯定理求出閉合曲面上各點的場強？SS1S2q(4)從心肌細胞的電偶極矩出發(fā)闡述心電圖的形成。4.計算：(2)一平行板電容器有兩層介質：r1=4，d1=2mm；r2=2，d1=3mm，極板面積40cm2，極板間電壓200V，試計算：每層介質中的電場能量密度；每層介質中的總電能；電容器的總電能。第十章恒磁場1.名詞解釋：a磁通量，磁場中通過某一曲面的磁感應線的數(shù)目b磁偶極子，具有等值異號的兩個磁荷構成的系統(tǒng)c磁偶極矩，載流平面線圈的電流強度和線圈面積s的乘積d霍耳效應，當電流垂直于外磁場方向通過導體時在垂直于磁場和電流方向的導體兩個端面之間出現(xiàn)電勢差e磁介質，在磁場的作用下，其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生變化并反過來影響磁場存在或分布的物質f磁化，使原來不具有磁性的物質獲得磁性2.填空：(1)物質磁性的本質是分子電流對外磁效應的總和，任何物質中的分子都存在有規(guī)律的排列時，該電流使物質對外顯示出磁性。(2)在磁場中，沿任一閉合回路磁感應強度矢量的線積分，等于真空導磁率乘以穿過以該閉合曲線為邊界所張任意曲面的各磁通量的代數(shù)和。(3)磁場是有旋場，其特性是磁場任一閉合曲面的磁通量等于零。(4)磁介質在磁場的作用下內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生地變化叫做磁化。在這種現(xiàn)象作用下，磁感應強度增加的磁介質稱為強磁質，反之，稱為弱磁質。3.問答：(1)設圖中兩導線中的電流均為8A，試分別求三個閉合線L1、L2、L3環(huán)路積分的值，并討論以下幾個問題：在每一個閉合線上各點的磁感應強度是否相等？為什么？在閉合線L2上各點的磁感應強度是否為零？為什么？LL2L1L3I1I2

對L1

因為空間磁感應強度為電流在該點激發(fā)的磁感應強度矢量和B=B1+B2

各點的B不相等．$各點的B不為零，只是環(huán)路積分等于零．(2)在一個均勻磁場中，三角形線圈和圓形線圈的面積相等，并通有相同的電流。問：這兩個線圈所受的磁力矩是否相等？所受的磁力是否相等？它們的磁矩是否相等？當它們在磁場中處于穩(wěn)定位置時，線圈中電流所激發(fā)出來的磁場方向與外磁場方向是相同、相反或垂直？載流線圈在磁場中所受磁力矩為M=Pm×B，Pm=ISln

S相同I相同，則Pm大小相同．

M是否相同取決于Pm與B的夾角是否相同．

若Pm與B夾角為，則兩線圈磁力矩最大且相等．

線圈在磁場中受合力

∵

∴F=0．

線圈所受磁力矩為零時，即Pm與B夾角ψ=0或ψ=π時，線圈處于穩(wěn)定位置，ψ=0兩者B方向相同，ψ=π相反．4.計算：(1)兩根長直導線互相平行地放置在真空，如圖所示，其中通以同向的電流I1=I2=10A，試求P點的磁感應強度。(已知PI1=PI2=0.5m，PI1PI2)PPI1I2如解圖所示．I1、I2在P點的磁感應強度大小為；

總磁感應強度為；方向與I1P夾角為45°．

第十二章物理光學名詞解釋：a單色光，具有單一波長的光波b相干光，頻率相同且振動方向相同的光c光程，介質在真空中傳播的路程d半波損失，光從折射率較小的介質（光疏介質）射向折射率較大的介質（光密介質）并在界面上發(fā)生反射時，反射光對入射光有相位突變pai，由于相位差pai與光程差相對應，相當于反射光走了半個波長光程e光的衍射，當光遇到與其波長相近的障礙物時能夠繞開障礙物向前傳播f偏振光，光矢量的振動方向和大小有規(guī)律變化的光2.填空：(1)獲得相干光的條件是：從同一光源的同一部分發(fā)出的光，通過某些裝置進行分束后才能符合相干條件的相干光。ABdC(2)在下圖中，光線在媒質n2中的光程是2N2d，從ABCBA的光程差是ABdC(3)瑞利準則表明：對一種光學儀器來說，如果一個點光源的衍射圖樣的中央最亮處處正好與另一個點光源的衍射圖樣的第一個最暗處處相重合，這時，人眼剛好能夠判別兩個不同的物體。(4)當起偏器與檢偏器光軸有角度，檢偏器透射光強是起偏器透射光強的角余弦的平方倍。3.問答：(1)汽車玻璃貼膜的厚度對單向透視特性有影響嗎？為什么？汽車玻璃貼膜的厚度可能和一些透過光線的波長接近，這在光學上就會增加這些光線的反射和散射。從而影響汽車玻璃的單向透視性。(2)手機上的照相機可以拍攝遠景嗎？為什么？不可以，由瑞利準則可知，要拍攝遠景，需要提高分辨率，而光學儀器的分辨率1/0=D/1.22入。則需要增大D即鏡頭的直徑，但是手機的鏡頭直徑是一定的且很小。(